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El disco duro es el sistema de almacenamiento más importante de de la computadora y en el se guardan los archivos de los programas - como los sistemas operativo, las hojas de cálculo los procesadores de texto), los juegos , y documentos.
Disco duro
FUNCION DEL DISCO DURO
Un disco duro es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes cantidades de información.
ESTRUCTURA FISICA
Carcasa Placa de circuitos Conectores Motores Motor electro magnetico Disco magnetico
ESTRUCTURA FISICA
Carcasa Placa de circuitos Conectores Motores Motor electro magnetico Disco magnetico
1. La computadora envía las señales eléctricas hacia la bobina electromagnética.
2. La bobina se polariza y transmite el magnetismo hacia el disco en movimiento.
3. El disco tiene partículas magnéticas que se reacomodan a su paso por la bobina.
4. La información queda almacenada como partículas magnéticas ordenadas.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Lectura: El flujo magnético del disco se transforma en corriente eléctrica sobre la bobina del cabezal.
Escritura: La corriente que circula por la bobina provoca un flujo magnético sobre el núcleo y por lo tanto sobre la superficie del disco. El sentido de la corriente ↔ dirección de magnetización. El nucleo ferromagnético posee una separación llamada gap que permite que el flujo electromagnético se propage hasta la superficie de grabación. Podemos hacernos una idea de su tamaño: Gap ≤ 40 µm.
Sustrato:Suelen ser de alumnio 1.Debe tener un bajo coeficiente de dilatación, pues la fuerza centrífuga de la rotación podría deformar el soporte difucultando la lectura y escritura. 2.La superficie debe ser muy lisa.Superficie magnetizable:Se trata de una capa de material magnético y por tanto susceptible a los campos electromagnéticos.1.En general se utilizan dos tipos de capas: óxido y película delgada.
Medio de grabación
Cabezas (Heads):
Realizan la lectura física de cada superficie del disco.1.Hay tantas cabezas como superficies útiles. En principio, dos cabezas por cada disco2.Las cabezas se mueven a la vez, pues están unidas al mismo brazo.3.Un multiplexor se encarga de conmutar la lectura/escritura entre una u otra cabeza.
PISTAS (TRACKS)
•Cada una de las lineas concéntricas en que se divide la superficie de un disco.•Una pista es un anillo circular sobre un lado del disco. Cada pista tiene un número. El diagrama muestra 3 pistas.
SectoresSECTORSe llama sector de un disco, una parte en forma de cuña del mismo. Cada sector está numerado.
BLOQUE (CLUSTERS)Un cluster es un conjunto de sectores de pista , desde 2 a 32 o más, dependiendo del esquema de formateo que se use.
Präsentation
CILINDRO (CYLINDER)Pistas de todos los platos que equidistan del eje. Es decir, pistas a las que acceden las cabezas cuando el brazo no se mueve.
D.Mery 17 Arquitectura de Computadores
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD
Número total de sectores de un disco duro: nº sectores = nº cilindros * nº cara * nº sectores.
Ejemplo:
Disco duro ST33221A, especificaciones: cilindros = 6.253cabezas = 16 sectores = 63.
El número total de sectores direccionables es 6.253*16*63 = 6.303.024 sectores.
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD
Si cada sector almacena 512 bytes de información, la capacidad máxima de este disco duro será:
6.303.024 sectores * 512 bytes/sector = 3.227.148.228 bytes ~ 3 GB.
El procedimiento para leer/escribir datos en un disco duro tiene 4 pasos:
1. Búsqueda2. Rotación3. Ubicación4. Transferencia de datos
OPERACIÓN DE LECTURA
1. Desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos.
2. Esperar a que el primer dato, que gira con los platos, llegue al lugar donde están los cabezales.
3. Leer el dato con el cabezal correspondiente.
4. La operación de escritura es similar a la anterior.
NUMERACIÓN
Las cabezas y cilindros comienzan a numerarse desde el cero y los sectores desde el uno.
El primer sector de un disco duro será el correspondiente a la cabeza 0, cilindro 0 y sector 1.
DIRECCIONAMIENTO
Aparte, se requiere un sistema de direccionamiento, los mas importantes son:
CHS (Cilindro-cabeza-sector). LBA (direccionamiento lógico de bloques). Large (compatiblidad con discos grandes).
ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO
Formada por: El sector de arranque (Master Boot
Record) Espacio particionado Espacio sin particionar
ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO
Sector de arranque: es el primer sector de todo disco duro (cabeza 0, cilindro 0, sector 1).
En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa de inicialización: Master Boot.
Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa.
Si no existiese partición activa, mostraría un mensaje de error.
ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO
Espacio particionado: espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.
Espacio no particionado: espacio no accesible del disco ya que todavía no ha sido asignado a ninguna partición.
Ejemplos
Se muestra un ejemplo de un disco duro con espacio particionado (2 particiones primarias y 2 lógicas) y espacio todavía sin particionar.
Ejemplo
El caso más sencillo consiste en un sector de arranque que contenga una tabla de particiones con una sola partición. En este caso, no existiría espacio sin particionar.
Hay 4 tipos básicos de discos duros internos.
•Discos duros internos tipo SATA2 / SATA II.•Discos duros internos tipo SATA.•Discos duros internos tipo SCSI.•Discos duros tipo IDE / ATA / PATA.
DISCO DURO IDE
El disco duro IDE ("Integrated Device Electronic"), es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electroimanes.
INTERFAZ IDE
Los discos IDE poseen cables de datos de 40 PIN
Transferencia de datos (Rate)
hasta 133 (Mb/s) permite conectar hasta 2
dispositivos por conector no se pueden conectar y
desconectar con el equipo
funcionando
DISCO DURO IDE
El disco duro IDE puede tener 2 medidas, estas se refieren al diámetro que tiene el disco cerámico físicamente, por lo tanto el tamaño de la cubierta también variará.
Caracteristicas:
FSB : Este dato en discos duros IDE puede estar entre 66 Mb/s, 100 Mb/s y 133 Mb/s.
RPM :Este dato en discos duros IDE puede rendir hasta 7200 RPM.
CAPACIDAD: Para discos duros IDE este dato puede estar entre 10 (Mb) hasta 80 Gb.
DISCO DURO SATA
Son los discos utilizados en la actualidad. Estos discos no van conectados a zócalos IDE.
DISCO DURO SATA
CARACTERISTICAS: FSB : Hasta 150 Mb/s Cache: integra 8 Mb RPM: hasta 7200 RPM. Capacidad: entre 80 (Gb) a mas de 400 Gb
DISCO DURO SATA II
"Serial Advanced Technology Attachment 2" ó tecnología serial avanzada de contacto de segunda generación
INTERFAZ SATA II El conector que utiliza el disco duro SATA II
para transmitir y recibir los datos de 7 pines y es de forma de letra L.
Es compatible con el conector para discos duros SATA.
Velocidad de intefaz: Hasta 300 Mb/s
INTERFACES
Existen varios tipos de estándares o interfaces:
IDE/ATA SATA SCSI USB FireWire entre otros.
INTERFACES: IDE/ATA
Las siguientes características: El controlador se encuentra integrado en la
circuiteria del dispositivo. Consigue unas velocidades de hasta
33MBps
INTERFACES : IDE/ATA
A la hora de instalar dispositivos por medio del ATA debemos tener en cuenta lo siguiente: Cada conector ATA tienes dos entradas para dispositivos, uno de ellos se debe configurar en modo maestro y el otro en esclavo.
INTERFACES : SATA
El Serial ATA (S-ATA) es una remodelación de el tradicional Parallel ATA (P-ATA o IDE/ATA) y posee las siguientes mejoras:
Mayores velocidades (hasta 150 MB/s en su primera versión).
Mayor aprovechamiento cuando hay varios discos.
Mayor longitud del cable. Capacidad de conectar discos en caliente.
INTERFACES: SATA
El reducido numero de hilos permite una importante reducción del tamaño del cable.
La existencia de dos conexiones separadas, una para alimentación del dispositivo y otra para los datos.
INTERFACES: SCSI
Small Computer System Interface). Interfaz estándar para transferencia de datos entre periféricos en el bus de la computadora.
Debe contar con un controlador SCSI.
INTERFACES: SCSI
Precios son muy altos son utilizados principalmente por grandes
empresas Puede depender de una tarjeta controladora SCSI
para trabajar y ser instalados, también puede necesitar cable para datos de 40,
50, 68 ú 80 conectores, dependiendo el modelo. Algunos modelos tienen la característica
denominada "Hot Swappable” conexión en caliente.
INTERFACES: USB
El Bus de Serie Universal (USB, de sus siglas en inglés Universal Serial Bus) es una interfaz que provee un estándar de bus serie para conectar dispositivos a un ordenador personal.
INTERFACES: USB
Caracteristicas:
Tiene un diseño asimétrico Se pueden conectar hasta 127
dispositivos a un sólo servidor El estándar incluye la transmisión de
energía eléctrica al dispositivo conectado El USB puede conectar dispositivos en
“caliente”
FIREWIRE
Firewire es un método de transferir información entre dispositivos digitales, especialmente de audio y video. En una tecnología bastante rápida – las últimas versiones logran una velocidad de 800 Mbps. En el futuro se espera que esta velocidad aumente hasta 3,2 Gbps
FIREWIRE
Caracteristicas:
Elevada velocidad de transferencia de información.
Flexibilidad de la conexión Capacidad de conectar un máximo de 63
dispositivos.Existen dos versiones: Firewire 400 (hasta 30 MBps) Firewire 800 (duplica el anterior en
velocidad.